自控数字电路实验讲义

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1、数字电路与逻辑设计实验实验一SSI组合逻辑电路的分析及应用实验性质：设计性一.实验目的1.掌握数字电子技术实验仪及示波器的使用方法，学会门电路逻辑功能的测试；2.掌握小规模组合逻辑电路的分析及设计应用；二.实验原理三.实验仪器及器件⑴便携式电子技术实验仪⑵数字万用表⑶示波器⑷74HC00、74HC86、74HC32四.预习要求⑴复习CMOS与非门（00）、异或门（86）、或门（32）的逻辑功能及真值表。⑵熟悉集成芯片74HC00、20、32的管脚图。⑶熟悉便携式电子技术实验仪的使用。⑷熟悉示波器的使用方法。五.实验内容⑴逻辑门功能测试电路如图4-1-1所示，测试两输

2、入端与非门（74HC00）、两输入端异或门（74HC86）、两输入端或门（74HC32）的逻辑功能。将测试结果填入表4-1-1中。图4-1-1门电路功能测试表4-1-1输入输出ABF1F2F3F3电压/V00011011⑵各种逻辑门的功能变换用两输入端的与非门74HC00实现下列功能：①或非门：，画出逻辑电路图，测试并将结果填入表4-1-2中。②异或门：，画出逻辑电路图，测试并将结果填入表4-1-3中。表4-1-2输入输出ABY0011010121数字电路与逻辑设计实验表4-1-3ABY00110101⑶全加器需要进行加数、被加数和低位来的进位信号相加，并根据求和结

3、果给出该位的进位数，称之为全加，实现全加运算的逻辑电路叫全加器。根据全加器的功能，列出真值表如表4-1-4所示。其中Ai、Bi分别是被加数和加数，Ci-1为相邻低位进来的进位数，Ci为向相邻高位的进位数，Si为全加和。表4-1-4AiBiCi-1SiCi0000111100110011010101010110100100010111要求：根据真值表写出全加器的最简逻辑表达式，绘出逻辑电路图。⑷设计一个多数表决电路。它有三个输入端，一个输出端，当有两个或三个输入为高电平时，输出高电平，否则输出为低电平。试用与非门实现该电路。要求列真值表、写出逻辑表达式并绘出逻辑电路图

4、。⑸思考题：输血判断电路（选做）人类有四种血型：A、B、AB、O，输血时，输血者和受血者必须符合图4-1-4所示的规定，否则有生命危险。试设计一个电路，判断输血者和受血者血型是否符合规定。如符合，则输出为“1”，否则为“0”。要求列出真值表，写出逻辑表达式，画出逻辑电路图。（提示：可用两个自变量的组合代表输血者血型，另外两个自变量的组合代表受血者血型，用输出变量代表是否符合规定。）图4-1-4血型判断电路六.实验报告要求按“五.实验内容”的要求写出设计的全过程，记录实验结果。实验二MSI组合逻辑电路设计实验性质：设计性一.实验目的⑴检测及熟悉几种无记忆逻辑电路元件。

5、⑵学习MSI组合逻辑电路的应用设计。21数字电路与逻辑设计实验二.实验原理1.门电路是最基本的无记忆逻辑单元，以往设计组合电路时总是力图减少所用门电路的数目。近年来，由于中规模和大规模甚至超大规模集成电路的大生产以价格越来越低，设计组合电路的方法有所改变。在设计中，尽量根据电路的主要特性选用已有的具有标准功能的中、大规模集成芯片，而门电路之类的小规模芯片则用来作为各种中规模芯片之间的接口，以协调它们的工作，这样设计的电路工作可靠，设计者所花的时间少。例如：对于逻辑表达式，可以用门电路组合而成。如果我们用异或门74HC86来实现就简单的多：。所以，用MSI可使逻辑电路

6、设计更为节省时间，所用集成电路的个数也显著减少。2.常用的中规模集成组合电路⑴四位全加器74HC283全加器芯片74HC283的管脚排列见附表。它能实现四位二进制数的全加。A4、A3、A2、A1表示加数，B4、B3、B2、B1表示被加数。∑4、∑3、∑2、∑1分别表示每位的加数和。C0是低位的进位数，C4是向高位的进位。若进行四位二进制数的全加，只需一块这样的芯片，用起来很方便。另外还有一位全加器74HC183、二位全加器74HC82，可根据需要进行选择。⑵数据选择器74HC153数据选择器是根据多位数码的编码情况将其中一位数码由输出端送出去的电路。74HC153双

7、四选一数据选择器中装有两个四选一的数据选择器，它们各有四个数据输入端C4、C3、C2、C1，一个输出端Y和一个控制许可端G，管脚见附录。控制许可端G=1时，传输通道被封锁，输入的数据不能传送出去。B、A是编码选择端，两路选择器公用。表4-4-1为其真值表。表4-4-1编码选择控制许可数据输入输出BAGC4C3C2C1Y00000XXX0XXX10101010XX0XXX1X0110100X0XXX1XX01111100XXX1XXX01XX1XXXX0注：X为0或1还有一种芯片74HC151，它是八选一的数据选择器。用数据选择器来实现某些逻辑函数有时是很方便的。